近几十年来,我国的国民经济持续快速发展,国家经济实力有了显著提高,并不断向现代化国家的目标前进。这就对我国的基础交通设施建设提出了更高的要求;而建设交通强国是以习近平同志为核心的党中央立足国情、着眼全局、面向未来作出的重大战略决策,是建设现代化经济体系的先行领域。由于整体交通形成网络并持续发展扩大,使得在高等级公路下建设浅埋隧道越来越重要,因此对建设下穿隧道安全方面的立项研究至关重要。一般认为隧道上部覆盖层不足隧道洞跨2倍或小于开挖高度2.5倍的隧道区段属于隧道浅埋段。凤凰路隧道上部覆盖层为8m,属于浅埋隧道。本文在对现有研究成果进行归纳总结的基础上,从选择开挖方式、确定爆破方案、分析衬砌支护手段等角度出发,结合凤凰路隧道现场的实际工程情况,使用有限元软件MIDAS/GTSNX进行三维建模,对凤凰路隧道下穿段进行多种工况下的施工全过程数值模拟,并得出研究结论。同时,用现场监测成果对比佐证,确保数值计算的精确性。本次研究能加深对高等级公路下安全建设浅埋隧道的认识,为今后相似工程项目的开展及设计施工规范的修订提供参考。在相同的隧道围岩条件下,不同的开挖顺序与支护步骤都将引起围岩应力产生不同的重分布。由于凤凰路隧道在K0+100～K0+160区间内有二环南东延线横穿,其中在K0+140.00～K0+154.27区间地质条件恶劣,穿过强风化～中风化泥灰岩,所以本文使用MIDAS/GTS NX对二环南东延快速路主线下穿段隧道建模,分别对上台阶CD法开挖和台阶法开挖时的开挖支护全过程进行3D动态数值模拟,讨论不同开挖方式对二环南东延快速路主线下穿段围岩稳定性及初期支护特点产生的不同影响,并且将计算结果与实际情况相结合,利用实际工程监测成果来验证计算结果的精确性。可以得到:在凤凰路隧道的实际工况下,CD法开挖造成的围岩竖向沉降值更小,对上行公路的扰动更小,同时也具有更高的安全性与经济性。运用有限元软件MIDAS/GTSNX模拟,分析不同支护方法下的隧道开挖引起隧道的轴力、竖向位移以及弯矩的变化,可以得到:有锚杆支护会有效提高隧道开挖过程中的围岩稳定性,且隧道开挖产生的竖向位移明显低于无锚杆支护情况。确定可以通过加强支护的方式有效减少对周围岩体及上方高等级公路的扰动,达到不阻断上行公路正常运营的目的。通过对凤凰路隧道爆破监控量测成果的分析,可以得出监测的必要性。在应对爆破作业对周围岩体产生的影响时,要选择不同的预防措施;同时结合凤凰路隧道的实际爆破情况,讨论分析IV级特殊围岩环境下的爆破监控量测,确定合理的下穿段隧道爆破方式。具体方式为台阶法开挖,其中,隧道上台阶采用CD法开挖,选用悬臂掘进机进行开挖作业,循环进尺为1.5m;下台阶选择钻爆法进行施工,爆破进尺为1.5m。通过这种方式测得爆破产生的振速振幅在规范范围内,从而可以保证隧道施工过程中的安全性与经济性。通过对车脚山隧道监控量测成果的分析,得到施工过程中围岩和支护体系的变化信息;分析隧道下穿段的监控量测数据,判断凤凰路隧道开挖过程中需要重点监控的时段,及时反馈分析。总结得出了监测的必要性,并根据监测结果反馈,在隧道的实际施工过程中,围岩没有发生失稳现象,也未引起上方道路的破损开裂,从而验证了前文所做的数值模拟计算的精确性与制定的开挖支护方式的可行性。